Java内存模型-JMM

Java内存模型（JMM）是 Java 虚拟机的一个重要部分，用于管理程序中的内存访问。JMM定义了线程间共享内存的访问规则，确保了内存可见性和原子性，并防止了竞争条件。

JMM的主要内容包括以下几点：

1)可见性：线程间共享内存的可见性，确保了线程间的信息可以互相可见。

2)原子性：确保了内存访问操作是原子操作，即不可中断。

3)有序性：确保了内存访问操作的顺序。

JMM通过使用同步、锁和 volatile 变量等技术来实现上述规则。使用同步和锁可以保证内存访问的互斥性，从而确保可见性和原子性；使用 volatile 变量可以保证变量的可见性。

通过遵循 JMM 的规则，开发人员可以保证程序的正确性和可靠性，同时避免常见的内存问题，如竞争条件、死锁等。

1、volatile 可见性的实现原理

java中的volatile关键字可以保证变量的可见性。它的实现原理是通过内存屏障和禁止重排序优化来实现的。

1)内存屏障：内存屏障是一种特殊的指令，用于控制处理器缓存中的数据和内存的同步。内存屏障会强制处理器在执行该指令前写回缓存中的数据，并在执行该指令后从内存中读取数据。

2)禁止重排序优化：禁止重排序优化是处理器在执行代码时所做的一种优化，其目的是提高代码的执行效率。在使用volatile关键字修饰的变量被修改时，编译器和处理器都会插入内存屏障指令，从而禁止重排序优化。

当多个线程共享一个volatile变量时，任何一个线程对该变量的修改，都会立刻被其他线程看到。这是因为，当一个线程修改了该变量时，会强制将缓存中的数据写回内存，同时禁止重排序优化，从而保证了其他线程在读取该变量时读取的是最新的数据。

总的来说，volatile关键字通过内存屏障和禁止重排序优化，确保了多个线程间共享变量的可见性。使用volatile关键字的变量在读取和修改操作时不会被缓存，而是直接从内存中读取或写入，从而确保了数据的一致性。

但是，请注意，使用volatile关键字仅仅保证了变量的可见性，并不能保证原子性。如果你需要保证变量的原子性，则可以使用Java的原子类或者同步机制。

另外，volatile关键字还有一个缺点，就是性能比较低。因为它的每次读取和修改操作都要直接从内存中读取或写入，从而造成了大量的内存读写操作，降低了程序的执行效率。因此，使用volatile关键字的地方要适当，不能滥用。

2、java 内存模型JMM 如何解决死锁问题

Java内存模型（JMM）主要解决并发编程中的线程安全和可见性问题，而死锁问题通常是由于线程间的资源竞争引起的。
JMM本身并不能解决死锁问题，但是JMM提供了一些机制可以帮助开发者避免死锁问题：

1）synchronized关键字：synchronized关键字可以帮助我们实现线程同步和互斥，避免线程之间的资源竞争和死锁问题。
2）volatile关键字：volatile关键字可以保证变量的可见性，可以帮助开发者避免由于缓存导致的死锁问题。
3）Lock接口：Lock接口提供了更灵活的锁机制，可以帮助开发者避免死锁问题，例如通过使用tryLock()方法来避免长时间等待锁资源。
4）wait()/notify()方法：wait()/notify()方法可以帮助我们实现线程之间的协作，避免死锁问题。

3、哪些内存区域是java线程共享的？

1）堆内存：Java中的所有线程共享堆内存。堆内存是用于存储对象实例的区域，所有线程都可以访问堆内存中的对象。

2）方法区（也称为永久代）：方法区是线程共享的内存区域，用于存储类信息、静态变量、常量池等数据。在Java 8之后，方法区被移除，被称为元空间（MetaSpace），它是堆的一部分，因此线程共享元空间。

3）静态变量：静态变量是存储在方法区或元空间中的，因此它们是线程共享的。

4）运行时常量池：运行时常量池是方法区或元空间的一部分，用于存储编译期间生成的各种字面量和符号引用。它也是线程共享的。

5）同步锁：Java中的锁机制可以让多个线程互斥地访问共享资源，因此锁也是线程共享的。

需要注意的是，Java中的本地方法栈和虚拟机栈不是线程共享的，每个线程都有自己的本地方法栈和虚拟机栈。此外，Java中的线程还有自己的程序计数器，用于记录当前线程执行的位置，也是线程私有的。